[發明專利]毫微微蜂窩網絡中節能的動態頻譜規劃方法

無效

• 申請號: 201210111310.1
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102612046A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 蘇濤;李偉;鄭偉;溫向明
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W16/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，特別的，本發明是用于下一代移動通信系統(LTE/LTE-Advanced)中毫微微小區(Femtocell)雙層網絡中基于軟頻率復用(Soft?frequency?reuse，SFR)的節能頻率規劃方法。

背景技術

目前，第三代移動通信系統已經得到廣泛的商用，同時，UMTS(通用移動通信系統)的演進技術——LTE標準的第9個版本(Release-9)也已經在2010年底制定完成，第四代移動通信系統的標準制定(Release-11)已經啟動，由3GPP主導制定的LTE-Advanced技術被寄予厚望。

隨著無線通信技術的發展，對于LTE系統而言，其采用的獨特的OFDMA的接入方式，使得本小區內的用戶之間互不干擾，而對于小區邊緣的用戶則收到來自于其他小區的比較強的干擾。為了解決LTE由于采用OFDMA而導致的小區邊緣用戶干擾嚴重的問題，提出了OFDMA的干擾協調/避免技術，其中軟頻率復用方案對于頻率的分配更加靈活，在充分的發揮了干擾協調/避免的效果同時，也更好的適應了小區內業務變化的趨勢。

隨著無線通信系統使用頻率越來越高，信號的衰減會更加嚴重，同時由于建筑物的遮擋等原因導致的信號強度和質量的下降，然而用戶對于服務質量的需求卻在逐漸提升，為了實現更好的室內網絡覆蓋和網絡容量擴充，LTE還引入了Femtocell(毫微微小區)，根據國內外的相關統計顯示，3G時代70％的話音業務和90％的數據業務發生在室內，更好的室內覆蓋不但能滿足用戶不斷增加的服務質量和高速率的需求，同時由于家庭基站由用戶自行部署，能節省運營商的固定資本投入，提高運營商的收益，家庭基站可以部署在室內、大學、公司、商場等場所。

與普通的宏基站相比，毫微微小區基站具有體積小、發射功率低、用戶自行安裝和維護、即插即用等特點，目前國內外各大運營商、設備商都給予毫微微小區以極大的關注，在北美、新加坡等地區，毫微微小區基站已經得到了較好的商用。

隨著信息訪問的不斷增長，移動通信網絡已成為主要的能源消耗的因素之一，有研究表明無線接入網絡在移動通信網絡的能源消耗超過80％，毫微微小區的大量部署回小區大量的能量，增大移動通信網絡的能量效率，特別是毫微微小區網絡的能量效率，變得十分緊迫。

然而，由于毫微微小區由用戶部署，且開啟以及關閉所具有的不確定性，使得具有毫微微小區雙層網絡的頻率規劃成為一個新的挑戰。在已有的研究中，關于毫微微小區的頻率規劃的關注點主要是靜態的頻率分配方法以及單小區內的頻率規劃，未考慮小區間的干擾協調。現有的方法很難有效的減少雙層網絡中小區間的干擾，以及降低雙層網絡的能量消耗。

發明內容

本發明旨在針對現有頻率規劃沒能很好解決的毫微微小區上層網絡中宏小區間干擾協調以及能量消耗的問題，提出了一種基于軟頻率復用節能的動態頻率規劃方法，該方法能有效的避免宏小區間干擾與降低能量消耗。

為了實現上述目的，解決相應的技術問題，本發明提供了一種基于軟頻率復用節能的動態頻率規劃方案：

步驟1：宏蜂窩小區劃分成三個扇區，每個扇區分成兩個區域：內部區域和外部區域，并建立能量消耗模型；

步驟2：將OFDMA無線網絡中授權的頻帶均分成三部分；

步驟3：宏基站設有中心實體，中心實體確定各個移動終端以及毫微微小區的位置信息；

步驟4：外部區域的頻率規劃：基于軟頻率復用，每個扇區外部區域的宏小區用戶可以利用授權頻帶的一部分，相鄰扇區外部區域的宏小區用戶分配到的帶寬相互正交，毫微微小區用戶分配到整個授權頻帶；

步驟5：內部區域的頻率規劃：扇區內部區域的宏小區用戶既可利用分配給該扇區外部區域宏小區用戶的頻率(該頻率未被其他宏用戶使用)，還可以復用剩余頻帶的一部分(宏基站以較低的功率發射該頻率上的信號)，所占比例為ρ，而內部區域的毫微微小區復用剩余頻帶的另一部分，所占比例為1-ρ。

在步驟1中，建立雙層網絡的能量消耗模型：宏基站總功耗主要包括兩部分，一部分是靜態功耗和動態功耗，設宏基站的平均發射功率為P_M，其總功耗為P_Mtotal，則：

P_Mtotal＝N_secN_APa_MP_M與P_CM